单点公交优先感应控制策略效益分析与仿真验证

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基于绿灯需求度的单点公交信号优先控制策略

基于绿灯需求度的单点公交信号优先控制策略

contents •项目背景与意义•绿灯需求度评估体系建立•单点公交信号优先控制策略设计•策略实施效果仿真评估•现场实施方案与效果展示•结论与展望目录根据公交车到达时间和交叉口信号配时方案,计算公交车在绿灯期间通过交叉口的需求度。

绿灯需求度计算绿灯需求度计算模型公交车到达时间预测绿灯延长策略绿灯提前启亮策略单点公交信号优先控制策略01公交车行程时间节省02交通延误影响分析03综合效益评价策略效果评估城市交通拥堵现状描述城市交通拥堵的普遍性和严重性,如高峰时段道路拥堵、车辆行驶缓慢等。

拥堵原因分析分析造成城市交通拥堵的主要原因,如车辆数量增加、道路基础设施不完善、交通管理手段落后等。

城市交通拥堵问题公交优先政策背景公交优先措施公交优先政策推广解释单点信号控制策略的基本原理和实现方式,如根据公交车辆到达情况调整信号灯配时等。

单点信号控制策略优势分析单点信号控制策略在提高公交车辆运行效率、减少乘客等待时间等方面的优势。

单点信号控制策略原理单点信号控制策略意义VS数据来源实时公交车辆运行数据、交通信号控制数据、道路基础设施数据等。

数据清洗去除异常值、缺失值和重复值,确保数据准确性和完整性。

数据预处理对数据进行归一化、标准化等处理,消除量纲和数值差异影响。

数据来源与处理方法评估指标选取及权重设置评估指标公交车流量、公交车速、乘客等待时间、公交车延误时间等。

指标权重采用层次分析法、熵权法等确定各指标权重,体现不同指标对绿灯需求度的影响程度。

绿灯需求度计算模型构建模型构建模型验证根据交通流量和道路等级,制定合理的信号周期和绿信比,确保公交车辆在绿灯时间内能够通过交叉口。

考虑公交车辆的到达时间和离开时间,对信号配时方案进行动态调整,以适应交通流量的变化。

考虑公交车辆的运行特点和需求,对信号配时方案进行优化,确保公交车辆在通过交叉口时能够获得优先通行权。

信号配时方案优化思路采用先进的公交车辆检测技术,实时监测公交车辆的位置、速度和行驶方向等信息,为信号控制提供准确的数据支持。

单交叉口公交优先信号控制方法研究的开题报告

单交叉口公交优先信号控制方法研究的开题报告

单交叉口公交优先信号控制方法研究的开题报告一、研究背景和意义随着城市化进程的加快,城市交通问题成为制约城市发展的重大问题之一。

而公交作为城市交通中的重要组成部分,不仅能够缓解城市交通压力,还能够促进城市经济发展和社会进步。

因此,公交优先的交通管理模式逐渐受到各大城市的重视。

在城市道路交通中,单交叉口是一个重要的交通节点,也是公交车辆运行的瓶颈之一。

为了缓解公交车辆在单交叉口的交通运行压力,提高公交车辆的通行效率,本研究拟采用公交优先信号控制方法进行控制。

二、研究目的和内容本研究旨在探讨单交叉口公交优先信号控制方法,研究公交车辆通过单交叉口时的优先通行方式和信号控制策略,以达到提高公交运营效率和减少交通拥堵的目的。

具体研究内容包括:1.单交叉口公交优先信号控制方法的理论模型建立和公交车辆通行特征分析。

2.建立单交叉口公交优先信号控制系统,研究公交车辆优先通行信号控制的算法和策略。

3.通过仿真实验和现场试验,对所提出的单交叉口公交优先信号控制方法进行验证和修改。

三、研究方法和技术路线本研究将采用文献资料法、问卷调查法、数学建模法、仿真实验法、现场试验法等多种科学研究方法,系统地开展单交叉口公交优先信号控制方法的研究。

1.文献资料法:通过收集和研究相关领域的文献资料,对研究方法和相关理论进行全面了解和掌握。

2.问卷调查法:针对公交司机和乘客,开展问卷调查,探讨公交车辆在单交叉口通行时的瓶颈和优化策略。

3.数学建模法:结合实际情况,建立单交叉口公交优先信号控制的数学模型,进行模型分析和参数优化。

4.仿真实验法:通过Matlab、VISSIM等仿真软件,对所建立的单交叉口公交优先信号控制模型进行仿真实验。

5.现场试验法:在实际交通环境中,开展单交叉口公交优先信号控制方法的现场试验,验证研究方法的可行性和有效性。

四、研究成果和计划安排本研究将从单交叉口公交优先信号控制的理论和方法方面入手,研究公交车辆在单交叉口通行的优先问题,探讨如何实现公交车辆在单交叉口的快速通行。

单点公交优先感应控制方法研究

单点公交优先感应控制方法研究

单点公交优先感应控制方法研究单点公交优先感应控制方法研究摘要:随着城市化的快速发展和交通拥堵问题的日益严重,公共交通成为解决城市交通问题的重要手段之一。

其中,公交车拥有较大的运载量和较快的出行速度,因此公交优先是提高交通效率的有效途径。

本文针对单点交叉口的公交优先问题进行研究,提出了一种基于感应控制的方法,通过交通信号灯控制和公交车优先进出的动态调度,实现了单点交叉口的公交优先运行。

关键词:单点公交优先,感应控制,交通信号灯,动态调度,交通效率一、引言随着城市交通拥堵问题的日益严重,提高交通效率成为城市交通规划的重要目标。

而公共交通作为一种快速、环保的交通方式,可以有效缓解交通拥堵问题。

因此,公交优先成为提高交通效率的重要手段之一。

单点交叉口作为城市道路交通系统中的重要组成部分,常常是交通拥堵的瓶颈所在。

如何合理安排交通信号灯的周期和相位,使得公交车能够快速、顺利地通过交叉口,是提高交通效率的关键之一。

因此,研究单点交叉口的公交优先感应控制方法具有重要的理论和实际意义。

二、相关工作目前,关于公交优先的研究已经有了一定的成果。

国内外学者提出了多种公交优先的方法,如固定优先方案、绿波优化方案、公交车道设置等。

这些方法往往通过固定的时间或空间间隔来给予公交车辆优先通行权,但无法适应交通流量的变化和交叉口的实际情况。

与传统的固定优先方案相比,感应控制方法能够根据实时的交通流量和公交车辆的需求进行动态调整,从而实现更加灵活和高效的公交优先运行。

因此,本文将重点研究基于感应控制的单点公交优先方法。

三、方法本文提出的单点公交优先感应控制方法主要包括交通信号灯控制和公交车优先进出的动态调度两部分。

3.1 交通信号灯控制针对不同的交通流量和交叉口的实际情况,本文采用自适应控制算法来调整交通信号灯的周期和相位。

具体步骤如下:(1)采集交通流量和公交车辆信息:通过设置传感器和摄像头,实时采集交通流量和公交车辆的实时信息。

公交车优先交通信号控制系统研究

公交车优先交通信号控制系统研究

公交车优先交通信号控制系统研究公交车作为人们出行的主要交通工具之一,其准时性和便捷性一直备受人们关注,然而在市区道路拥堵的情况下,公交车也不能避免受到交通拥堵的影响,导致公交车误点、班次延误等问题频发。

而公交车优先交通信号控制系统则是一种能够有效解决上述问题的技术手段。

公交车优先交通信号控制系统是指一种集计算机技术、传感器技术和通讯技术于一身的交通控制系统。

比如,在某一路段上,由于交通压力大,车流量大,过往车辆经常在信号灯前等待。

而如果该路段是一条经过公交车较多的路线,那么就可以利用公交车优先交通信号控制系统,通过安装传感器捕捉路上行驶的公交车,并且根据公交车运行时的速度和位置情况进行计算和判断,进而对交通信号进行优化控制,让公交车优先通过交通信号,避免被堵车拥堵。

公交车优先交通信号控制系统的优点是显而易见的,它可以提高公交车运行的准时性,减少公交车误点和班次延误的情况,增加公交车的运营效率和攻略。

而且,由于公交车优先通行,这也可以鼓励更多的人使用公交车出行,增加公交车的客流量,减少私人车辆和交通拥堵的现象,从而改善城市交通状况,提高城市道路运输的效率和安全性。

公交车优先交通信号控制系统的实现需要借助技术手段,包括传感器、无线通讯、计算机软件等。

在具体实现过程中,需要将传感器部署在公交车道或者交叉口处,用于感知公交车的位置、速度、行驶方向等信息,无线传输给计算机中央控制器,再通过计算机中央控制器对公交车的信号进行控制,使公交车具备优先通过交通信号的权利。

同时,公交车优先交通信号控制系统的实现也需要考虑到道路的基础设施和环境因素,比如道路宽度、路面情况、交通流量等因素,以便更好地适应道路环境的变化。

而且,为使公交车优先交通信号控制系统能够更有效地运行,还需要与其他技术手段相结合,比如智能交通系统等,才能形成一个更完善、更智能的道路交通管理系统。

总之,公交车优先交通信号控制系统是一种能够提高公交车运行效率、减少交通拥堵、改善道路交通状况的重要技术手段,其应用前景广阔。

利用NTCIP体系仿真公交信号优先

利用NTCIP体系仿真公交信号优先

基于NTCIP协议仿真公交信号优先公安部交通管理科研所研发中心树爱兵公交信号优先(TSP)是快速公交(BRT)中的一个重要因素,其对于协调车辆检测系统、交通控制系统以及通信技术起到显著的作用。

切实可行的TSP配置在场外实施前需要通过仿真系统进行全面的实验评估。

本文阐述了TSP仿真模型的发展和应用,尤其是TSP系统的设计和评估。

提出的仿真工具模型其所有组成元素完全符合NTCIP标准为TSP系统制定的规范。

本文试图阐明在结构化和系统化的方式下,TSP系统元素的多样性如何在微观仿真中进行标定。

仿真模型在加利福利亚州主干道的实例应用说明了它的功能和特性。

一、引言尽管以往的研究和实验已经表明TSP系统有助于车辆通行,但各研究机构对其效率仍存在疑惑。

为了回应这些疑惑,需要一种满足不同情况的评估方法。

与场外评估提供真实的评定不同,交通仿真的优点在于具体实现前引导“如果-将怎样”的研究以及在评估中的“前因后果”分析。

相对于场外评估,它也是一种更加经济的方式。

TSP系统在交通仿真中很难使用。

仿真TSP系统的基本需求包括:一般情况和公交信号优先情况下的定时或感应交通信号,对公交车“进入”和“进出”点的检测,优先产生器、优先服务器、公交车和交通信号的通讯链路,公交车在交通流量中的流动参数,以及公交车在站台的停留时间。

高级的特性需要自适应信号控制,自动车辆定位系统(AVL),附加优先处理选项(比如插队、相位交替,呼叫,绿灯保持等),记录、报道公交和信号状态的在线事件监视器,公交车到达时间预报,在线核查公交车时间表以及乘客统计系统,但也不仅限于这些系统。

TSP系统的影响分析在很大程度上依赖于仿真。

几个商业仿真软件例如VISSIM,CORSIM和PAMRAMICS 在一定程度上提供了交通信号和车辆通行的仿真功能。

TSP系统的评估主要引用于这些仿真软件。

最近使用这些仿真软件的项目有Balke工作组、Davol、Shalaby工作组、Dion 工作组和Ngan 工作组。

城市道路交叉口公交优先信号协调控制及其仿真研究

城市道路交叉口公交优先信号协调控制及其仿真研究

城市道路交叉口公交优先信号协调控制及其仿真研究随着城市化进程的加速和交通流量的增大,城市道路交通拥堵问题日益突出。

特别是在繁忙的交叉口处,车辆争道,车流交错,容易引发安全事故和交通拥堵。

因此,如何优化城市交通系统,提高交通效率,成为关注的焦点之一。

针对这个问题,公交优先控制技术被广泛应用于城市道路交叉口,通过对公交车的信号协调控制,优先绿灯时间分配,可以降低公交车的行驶时间,提高车辆的接驳效率,优化城市道路交通流。

公交优先信号控制系统是通过车辆检测器和信号控制器实现的,控制器通过检测公交车辆的运行状态和位置,对信号灯进行协调控制,扩大公交的途径能力,提高公交车辆的优先通行能力。

同时,为了减小对其他车辆的影响,公交车优先信号控制系统必须保证在可接受的限度内控制公交优先时间,让其他车辆受到的影响最小化。

在道路交通系统仿真领域,仿真模型构建是一项核心工作,建立科学、准确的仿真模型对于研究公交优先信号协调控制的优化方法、探索路口信号灯协调控制策略有着重要意义。

因此,道路交通仿真技术成为了公交优先技术研究中不可或缺的一环。

在进行仿真研究时,需考虑多种因素,如车辆类型、车辆速度、路段拥堵情况等,此外,仿真研究还需充分考虑公交优先信号控制系统的实际运行情况,包括交通信号配时和控制机制。

通过建立仿真模型,我们可以模拟不同信号配时方案下,公交车与其他车辆的交通流量,分析不同信号配时方案的优劣。

特别是在模拟公交优先信号控制系统时,我们可以手动设置公交车的行驶速度、路线和公交车辆数量,以此来对公交优先信号控制系统进行仿真调控。

总结而言,城市道路交叉口公交优先信号协调控制以及仿真技术的研究对于解决城市交通拥堵的问题具有重要的意义。

公交优先信号控制系统可以提高公交车辆的优先通行能力,促进城市公共交通优质服务的提供。

同时,通过科学的仿真模拟研究,我们可以推动公交信号控制技术的不断发展,打造更加高效、安全、绿色的城市公共交通系统。

单个交叉口公交信号优先策略的研究

单个交叉口公交信号优先策略的研究

单个交叉口公交信号优先策略的研究摘要:本文给出了公交优先的三种不同的执行策略,使用微观仿真软件sumo对单个交叉口交通流进行仿真,通过对比各个策略下公交车辆与非公交车辆的延误,得出红灯早断和绿灯延长结合实施时延误最小。

关键词:公交优先仿真延误中图分类号:tn 文献标识码:a 文章编号:1007-0745(2013)06-0036-011 前言国外对公交优先控制理论与控制系统研究较多,但国内公交比例大,交通流构成多样化,交通流和公交系统可控性低,且公共汽车高峰与社会车辆高峰相重合的实际情况使得交通问题不同于国外交通特征,造成公交理论和技术难以移植。

简单引用国外公交信号优先方法容易导致车辆延误大大增加,所以有必要对基于延误的交叉口公交信号优先控制进行研究。

公交信号优先在公交优先技术上属于“时间优先”,它是指在交叉口为公交车辆提供优先通行权,即优先通行信号。

公交信号优先实施的理念是在保证不对整个交叉口或干线车辆运行产生严重影响的前提下,减少公交车辆的延误,降低公交车辆的路线行程时间,提高公交准点率,提高公交车辆的运行效率。

2 设计方案2.1.单独执行红灯早断策略缩短车辆等待绿灯信号的红灯时间,在公交车辆到达交叉口时,如果公交车辆通行方向所在的相位处于红灯状态,这时通过压缩非公交相位使公交相位提前激活达到公交优先。

2.2.单独执行绿灯延长策略当公交车辆到达交叉口时,若该相位的绿灯信号即将结束,采用延长该相位的绿灯时间的方法,使公交车辆可以通过交叉口。

2.3.结合红灯早断和绿灯延长策略3 仿真实例对于一个双向六车道的单个交叉路口,按照车流量的大小共分为4个相位,第一相位为北向直行车辆和北向左转车辆,第二相位为南向直行车辆和南向左转车辆,第三相位为东西直行车辆车辆,第四相位为东西左转车辆。

交叉口数据以下依次按社会车辆到达率、公交车达到率、饱和流量、流量比排列:第1相位:北右:100,0,1000,0.10;北直:150,40,1000,0.23;北左:110,0,1000,0.11,第2相位:南右:40,51,1000,0.14;南直:70,40,1000,0.15;南左:28,36,1000,0.10.第3相位:东右:78,0,1000,0.08;东直:180,0,1000,0.18;西直:80,0,1000,0,08;第4相位:西右:20,35,1000,0.09;西左:155,0,1000,0.155;东左:50,51,1000,0.15.四个相位最大流量比分别为:0.23,0.15,0.18,0.155.本文设置绿灯间隔时间为3s黄灯时间为3s,启动损失时间为3s,交叉口相位设置为4相位。

公交优先控制

公交优先控制

公交优先控制摘要:公交优先是交通管理中体现大众优先的一种政策,从优化交通流分配,节省整体出行时间的角度来看,它是交通信号控制必须考虑的问题,如果不在道路交叉路口信号控制策略中体现公交优,即使有公交优先道路,公交车运营节省的时间也十分有限(统计数字表明仅节省5%-10%左右,因此研究在有公交专用道路条件下交通信号控制中的公交优先策略显得十分重要。

我们不重在建路,而在于如何利用好如今有限的道路资源为更多的出行服务。

而其中最有效的方法就是大力发展公共交通,实行“公交优先”这一战略措施。

1 公交特性城市公共汽车具有各种各样的形式和规模,多数是拥有45〜55个座位的气压轮胎车辆,沿着固定的线路并按照确定的时刻表定期地运营。

公共汽车通常是柴油动力驱动的,但是在一些大都市(如墨西哥城和多伦多)有依靠架空电网为动力的无轨电车在运营。

由于公共汽车在城市里与其他车辆共用道路,它比轨道交通的成本更低。

适应性也更好。

不过,按每乘客公里为基础计,公共汽车的燃油经济性和污染的排放要高于城市轨道交通。

公共汽车在发展中国家是特别重要的,以印度为例,城市总出行的40%左右是乘坐公共汽车的。

由于公共汽车运营容易受到道路交通拥堵的影响,在特大城市中的运营速度相当缓慢。

解决这量的措施是给于公共交通优先权,如开设公共汽车专用道和实施交通信号优先。

不少在城市公共汽车的主要功能是为轨道交通等干线服务,例如,渥太华和库里提巴,建设了公共汽车专有道路,使得气压轮胎式公共汽车在干线运营时能够实现轨道交通钢轮列车的高速度,同时也能作为常规公交服务在普通街道上英国利兹和伊普斯维奇,在道路条件限的走廊上利用高速公路的中央隔离带很好的实现了公共汽车专用道。

由于有更高的运营速度,公共汽车专用道理论最大通过能力可达到单向 2 万人次/h 。

2 公交优先的发展史公交信号优先控制的研究历程可分为两个主要阶段:第一阶段:1967 年至20 世纪90 年代初。

主要针对混行车道(公交车辆与社会车辆混行)研究单点交叉口主动优先策略,研究成果在欧洲及美国得到了一定应用。

一种单点被动公交优先控制算法及其效益评价

一种单点被动公交优先控制算法及其效益评价

第37卷第4期2011年4月北京工业大学学报JOURNAL OF BEIJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGYVol.37No.4Apr.2011一种单点被动公交优先控制算法及其效益评价别一鸣1,朱慧1,王殿海2,马东方1,宋现敏1(1.吉林大学交通学院,长春130025;2.浙江大学建筑工程学院,杭州310058)摘要:分析了周期时长与交叉口人均延误、车均延误指标的关系,确定了周期时长的计算方法;为进一步减少人均延误,提出了在不发生拥堵前提下根据各相位乘客数量分配富余绿灯时间的绿信比优化方法;最后采用算例验证的方式,分别计算了当交叉口实施单相、多相被动公交优先前后的交叉口效益,并与无公交优先控制方案进行对比分析,结果表明:被动公交优先算法的控制效益与公交优先相位数存在密切关系,当优先相位数较少时,该算法能有效减少交叉口人均延误.关键词:被动公交优先;信号控制;效益评价;人均延误;孤立交叉口中图分类号:U 491.51文献标志码:A文章编号:0254-0037(2011)04-0522-07收稿日期:2009-06-30.基金项目:国家自然科学基金资助项目(50908100);国家科技支撑计划资助项目(2009BAG17B02).作者简介:别一鸣(1986—),男,河南驻马店人,博士研究生.交叉口的公交信号优先是减少公交车行程时间、提高公交车服务水平的有效方法.当前单点公交信号优先方法主要分为2类[1-2]:1)主动公交优先.当检测到公交车辆即将到达交叉口时,采取绿灯延长、红灯早断、增加或跳跃相位等方法实时调整交叉口信号控制方案,实现对公交车辆的动态检测及响应[3-8].2)被动公交优先信号机根据社会车辆及公交车辆运行的历史运行数据(小时流量、公交线路数、车均乘客数等),采用静态配时方法适应公交车的到达规律,使交叉口运行的配时方案利于公交车通行[9-10].在公交车流量较小时,主动公交优先方式能较好地为每个到达公交车提供优先,但是当公交车流量较大时,频繁的绿灯延长或者提前启亮易扰乱交叉口交通流正常运行,此时应该采用被动公交优先方法根据公交车及社会车辆运行规律优化信号配时.信号交叉口被动公交优先的内容较为丰富,包括相位相序设计、道路空间资源改造、信号配时参数优化、公交车发车间隔优化等.国外对被动公交信号优先研究的较早,例如著名的TRANSYT-7F 系统采用基于公交权重的方法进行信号配时优化;Mirchandani 等[2]认为当公交车流量较大、社会车辆流量较小时,被动公交优先能取得较好效果.国内对被动公交优先的研究还处于理论阶段,一些学者提出了基于交叉口时空资源优化或人均延误最小等指标的周期、绿信比优化方法[9-13].作者从信号配时的角度出发,分析了被动公交优先下的周期和绿信比等配时参数与交叉口控制效益(如人均延误、车均延误等指标)的关系,建立了基于人均延误的信号配时优化方法;然后采用算例验证的方式,针对四相位交叉口计算了实施单相、双相、三相及四相公交优先前后的交叉口控制效益,并对算法的应用条件、应用效果进行了详细分析.1信号配时优化方法1.1优化目标的确定传统的交叉口信号配时方法(如韦伯斯特模型)以车均延误最小为优化目标优化周期时长、以等饱和度原则分配绿信比,该方法将公交车辆与社会车辆同等看待.实际上,交通运输的目的是为了实现人的移动,而不是车的移动[11],公交车单车载客量远大于社会车辆载客量,给予公交车优先可以有效减少交叉口第4期别一鸣,等:一种单点被动公交优先控制算法及其效益评价人均延误,体现“以人为本”的控制思想.因此,作者选择交叉口人均延误最小作为信号配时优化目标,符合公交优先宗旨.1.2周期时长优化方法根据韦伯斯特延误模型,交叉口第i相位车均延误计算公式为[14]d i =(1-λi)22(1-yi)+x2i2qi(1-xi)(-0.65Cq2)i1/3x(2+5λi)i(1)式中,y i为相位i流量比;x i为相位i饱和度;C为交叉口周期时长(s);g i为第i相位的绿灯时长(s);q i为第i相位的关键流量(标准辆/s);λi为第i相位的绿信比.yi的计算公式为y i =qi/Si(2)式中,S i为第i相位关键车道的饱和流量(标准辆/s).考虑到公交车辆与小汽车的当量转换,q i的计算方法为q i =qb inv+qc i(3)式中,q b i为相位i关键车道的公交车流量(辆/s);n v为公交车对社会车辆的当量转换系数,即在流量计算上,1辆公交车等于n v辆当量小汽车;q c i为相位i关键车道的社会车辆流量(辆/s).由于式(1)中第3项在延误计算中所占比例很小,为了计算方便,只考虑前2项,即d i =C(1-λi)22(1-yi)+x2i2qi(1-xi)(4)交叉口车均延误计算公式为Dc =∑ni=1diCqi∑ni=1Cqi(5)交叉口人均延误计算公式为Dp =∑ni=1di(Cqc iPc i+Cqb iPb i)∑ni=1CqiPi(6)式中,n表示交叉口关键相位数;P b i表示相位i对应关键车道的公交车车均载客数(人/车);P c i表示相位i对应关键车道的社会车辆车均载客数(人/车);P i=Cqb iPb i+Cqc iPc iCqi为相位i的车均乘客数(人/车).为了直观反映周期时长与人均延误、车均延误的关系,作者首先采用举例的方法进行描述.设某四相位交叉口,4个相位对应关键进口道的流量为300、290、270、270辆/h,对应公交车流量占各关键进口道总流量的比例分别为0.3、0.2、0.4、0.6.公交车对社会车辆的当量转换系数(n v)为2.0,则各关键车道的标准流量分别为390、348、378、432标准辆/h.饱和流率为2000标准辆/h,公交车均载客数为25人/车,社会车辆车均载客数为1.2人/车,绿灯间隔时间为3s.采用韦伯斯特周期优化模型计算得到以车均延误最小为优化目标的周期,该模型为C=1.5L+51-Y(7)式中,L为交叉口总损失时间(s);Y为交叉口总流量比.根据式(5)计算得到最佳周期为102s,依据等饱和度原则为各关键相位分配绿灯时间,将交叉口运行周期分别从70s逐渐增加到160s,交叉口车均延误、人均延误与周期时长关系曲线如图1所示.由图1可以看出,在相同周期时长下,车均延误略大于人均延误;随着周期的增加,车均延误与人均延误均呈现先减小后增加的趋势,在周期等于102s(即韦伯斯特周期)时均达到最小.即人均延误最小和车均延误最小所对应的最佳周期相同.之所以得出上述结论是因为:1)从理论上看,式(3)与式(4)结构基本相同,只是在自变量系数上存在差异,所以人均延误与车均延误随周期的变化趋势相同且对应共同的最325北京工业大学学报2011年图1周期时长与人均延误、车均延误关系曲线Fig.1Relation curve of cycle length to average vehicle delay and average people delay佳周期.2)实际运行中,从单个周期来考虑,单个公交车的延误大小对交叉口人均延误存在重要影响;而从长远角度来考虑(如十几分钟或1h ),公交车与社会车辆随机到达,机动车是乘客的载体,其延误与乘客延误直接相关,只有减小机动车的延误才能减小乘客延误,而被动公交优先正是对较长时间段内车流运行进行优化的配时方法.作者采用VISSIM 软件模拟了低、中、高等多种交通状态下的运行情况,通过对输出的评价指标进行分析,也得到了相同的结果,由于篇幅限制,不一一赘述.由上述结论可以看出:基于车均延误的周期优化模型同样适用于基于人均延误的被动公交优先信号周期优化.由于车均延误计算公式相对简便,在被动公交优先下优化信号周期时,可以以车均延误最小为优化目标求解最佳周期,该周期同时也体现了人均延误最小.1.3绿信比优化方法绿信比优化方面,如果单纯考虑人均延误指标优化交叉口信号配时,通常为乘客数多的相位分配较多绿灯时间,为乘客数少的相位分配较少绿灯时间,造成前者绿灯时间过长而浪费、后者绿灯时间过短而产生过饱和现象.其主要原因在于公交车载乘客数与社会车辆车载乘客数的差异,实际中交叉口各相位乘客数与机动车数并非正比关系,乘客数多的相位机动车通过交叉口并不一定需要较多绿灯时间,反之亦然.过饱和相位的车均延误及人均延误指标会随着饱和度的增加迅速增大,进而影响到交叉口整体效益.作者提出的绿信比分配原则为:首先保证交叉口交通流的正常运行,即在各相位不产生拥堵的基础上尽可能多地为乘客量大的相位分配绿灯时间,不能单纯根据乘客数分配绿灯时间.关键相位i 饱和度x i 的计算公式为x i =y i λi =y i Cg i(8)设交叉口各相位临界饱和度为x cr ,如果饱和度超过x p ,则交叉口将会发生拥堵.如果x i ≤x p ,则y i ˑCg i≤x p ,即g i ≥y i ˑCx p(9)因此,为了关键相位i 饱和度不超过x p ,该相位最小分配绿灯时间为g i a (=max g i min ,y i ˑCx )p(10)式中,g i min 为第i 关键相位最小绿灯时间(s );以此类推,交叉口各关键相位最小分配绿灯时间之和为g ag a =∑ni =1g i a (11)那么交叉口总富余绿灯时间为g mar =(C -L )-g a(12)g mar ≤0代表交叉口当前配时不能满足交通需求,不存在富余绿灯时间.在确保交叉口各关键相位饱和度不超过x cr 后,问题的关键变为如何分配交叉口总富余绿灯时间g mar .作者依据各优先相位的公交车流量比例,将富余绿灯时间全部分配给优先相位,即第i 相位所分配的富余425第4期别一鸣,等:一种单点被动公交优先控制算法及其效益评价绿灯时间g i mar =g marρi∑ni =1ρi (13)式中,ρi 为第i 相位关键车道公交车流量与该车道总流量之比,若第i 相位为非优先相位,则使ρi =0,即该相位不参与富余绿灯时间的分配.因此,相位i 绿灯时间g i 为g i =g i a +g i mar(14)综上,本文信号配时的优化方法为:在确定的绿信比分配原则下,采用迭代的方法求解满足优化目标函数(交叉口人均延误最小)的周期时长.该周期时长与对应的各相位绿信比即为所求的最佳信号配时参数.即:优化目标minD p (15)约束条件为g i ≥g i minC min ≤C ≤C max∑ni =1g i +L =C 式中,C min 与C max 分别为交叉口运行的最小周期与最大周期(s ).2算例验证图2示例交叉口渠化及相位相序图Fig.2Sketch of signal timing movements of the typical intersection以四关键相位交叉口为例,分别计算了该交叉口实施单相、双相、三相及四相公交优先情况下的最佳信号配时参数及各评价指标,并与无公交优先时的韦伯斯特信号配时及其效益指标进行对比分析,交叉口流量如表1所示.各相位的临界饱和度x cr 设为0.92,最小周期C min 为60s ,最大周期C max 为160s ,各相位最小绿灯时间为10s ,绿灯损失时间为3s ,则交叉口总损失时间为12s .饱和流率2000标准辆/时,车辆转换系数n v 为2.其他参数同1.2节中算例的参数取值,交叉口运行图如图2所示.表2中,D b 指优先相位的公交车均延误。

公交信号优先控制系统的应用与分析

公交信号优先控制系统的应用与分析

公交信号优先控制系统的应用与分析吴皓;张海波【摘要】我国城市近年来实施公交优先控制策略的意义非常重大,公交信号优先控制策略,从某种程度上说,是提高我国公交系统的运行速度以及可靠性的重要手段.研究表明:公交信号优先控制策略发展的历程是:公交信号优先控制的实时性逐步的提高,优化的要素考虑得逐渐的全面,公交信号优先控制的对象日益的扩大,控制策略逐步的系统化、适用性逐步的增强.我国解决城市交通的拥挤问题的有效方法就是:大力的发展公共交通系统.本篇文章针对公交信号系统主动优先、被动优先,以及与不同的设施相结合的公共交通信号优先控制策略进行了综合的分析,在"公交优先"的基础上,对公交信号优先控制系统的应用展开研究,并且分析国内外公交信号优先系统的应用.【期刊名称】《电子世界》【年(卷),期】2018(000)017【总页数】3页(P113-115)【关键词】公交优先;公交信号优先;公交信号优先控制策略【作者】吴皓;张海波【作者单位】上海工程技术大学汽车工程学院;上海工程技术大学汽车工程学院【正文语种】中文1 公交优先1.1 公交车的优势当今,城市地铁轨道交通快速的日趋普及,公共汽车—这种传统的交通客运方式,不仅在世界发达国家的城市仍然普遍地存在,而且在许多发展中国家的城市也还是大量地使用,这是因为公交车具有以下几点优势:1.公交车的适应性相当广,从公共交通设置路线的适宜断面客流量来看,其适应性很广。

在轨道交通发达的地区,作为轨道交通客流的集散使用;不仅在人口密度较低的大城市的边远地区,或者在旧城区支路上,或者大中型城市的新建居住小区,或者小城市的客流的主要方向,都可以考虑进行优先设置公共汽车交通线路。

2.公交线路的设置灵活性高,公共汽车属于街道内公共客运系统的范畴,设置公共汽车线路时,不存在架设动力线和铺设轨道的问题,车辆运行灵活自由,设线的适用范围大。

3公交线路行车组织灵活,从营运的组织上来看、;它可以根据客流的变化、具体的营运条件,及其它条件来安排不同的车型车辆以及行车的组织方案。

均衡非公交相位效益单点公交优先控制策略研究

均衡非公交相位效益单点公交优先控制策略研究

均衡非公交相位效益的单点公交优先控制策略研究摘要:单个交叉口公交优先信号控制中,为了尽量减少公交优先对非公交车辆延误损失,本文在考虑均衡非公交相位提出了基于绿灯时间补偿的部分公交优先控制策略,设计出优先策略控制逻辑,并建立控制参数模型。

关键词:公交优先;绿灯时间补偿;绿灯延长;绿灯提前启亮abstract: single intersection bus priority signal control, in order to decrease as far as possible to the bus priority bus vehicle delays, considering the phase equilibrium of the bus is proposed based on green time compensation part of the bus priority control strategy, the design gives priority strategy control logic, and establish the control parameter model.keywords: bus priority; green time compensation; the green extend; the green light ahead of rev中图分类号:o23文献标识码:a文章编号:1引言公交优先信号控制策略优先考虑公交车利益进行信号配时,它依据交叉口公交车辆和社会车辆到达车流信息,利用信号配时技术优先分配公交车辆在交叉口的通行权,实现既定的公交优先控制策略。

公交优先控制策略中公交优先通行的代价是压缩非公交相位绿灯时间;优先策略的实施会造成非公交压缩相位延误增加,严重时压缩相位交通会发生拥堵。

目前研究成果对均衡非公交相位效益研究较少。

针对这些不足,本文提出了基于绿灯时间补偿的公交优先单点控制策略。

公交信号优先控制策略研究综述_马万经

公交信号优先控制策略研究综述_马万经

摘要:公交信号优先是提高公交系统运行速度和可靠性的重要手段。

回顾公交信号优先控制40多年的研究成果,以总结该领域的总体研究脉络。

对被动优先、主动优先、实时优先以及与不同设施相结合的信号优先控制策略进行了综述分析。

研究表明,公交信号优先控制策略的发展历程是:控制的实时性逐步提高,优化要素的考虑逐渐全面,控制对象日益扩大,控制策略逐步系统化、适用性逐步增强。

最后指出,公交信号优先控制多目标平衡、控制策略的协调与网络优先控制,以及控制与调度策略的协调优化是后续研究的重点,而公交车辆行程时间预测以及如何应对预测偏差带来的影响仍然是信号优先控制中的关键问题。

Abstract :Prioritizing signal timing for public transit vehicles effectively improves the reliability and travel speed of bus services.Through review-ing the research in the past 40years,this paper summarizes the general study trend on the prioritizing signals for bus services.Particularly,the pa-per analyzes the four types of prioritizing signal strategies:passive,active and adaptive,and combination with other facilities.The analysis results show that the development of prioritizing signal for bus service has ad-vanced into a practical control system that is real-time,comprehensive with control multiple objects.The paper concludes that the future re-search on signal priority for buses should focus on multi-objective,coordi-nation,and network priority as well as the coordination between signal control and bus dispatching.The key issue is still bus travel time predic-tion and how to cope with the adverse effect of forecasting error.关键词:公共交通;公交信号优先控制;信号协调控制;发车频率;车头时距波动Keywords :public transportation;prioritizing signals for bus services;sig-nal coordination;frequency of bus service;headway deviation中图分类号:U491.5+4文献标识码:A最早的公交信号优先控制是1967年文献[1]在洛杉矶所做的公交信号优先控制实验。

单点公交优先感应控制方法研究

单点公交优先感应控制方法研究

单点公交优先感应控制方法研究
在道路网中单个交叉口作为道路的基本单元,其运行状况直接影响公共交通的运行效率以及城市道路交通的畅通程度。

因此如何改善公交车辆在交叉口的信号控制策略,对于减少公交车辆在交叉口的等待时间以及确保整个交叉口的通行效率又不受太大影响具有十分重要的意义。

现在公交车辆在交叉口的信号控制主要分为定时和感应控制两种方式,由于感应控制是通过布设检测器等方式来实时获取车辆各种信息,因此感应控制能够适应交叉口车流变化的动态性和实时性等特点。

首先,通过查阅文献了解公交车辆在交叉口是如何通过感应控制来达到优化效果的,具体包括公交优先的实现形式,感应控制参数设定以及检测器布设等内容。

并有针对性的对检测器布设信息采集方式做了优化调整。

其次,通过分析绿灯延长时间与车头时距的关系,给出了公交优先相位绿灯延长时间终止条件的优化方案,建立了基于公交优先相位社会车辆的车头时距的绿灯延长时间计算模型;再次,在非优先相位绿灯时间压缩方面,改变以往单一压缩固定值,改而通过确定当前相位的关键车道,根据当前相位各个车道到达情况实时来进行压缩。

确保真正体现“公交优先”的内涵。

最后,利用VISSIM仿真软件和VAP感应控制模块,结合实际案例分别采用传统感应控制和本文优化后的感应控制来进行模拟仿真,采用车均延误、平均排队长度、评价停车次数三个指标来验证文中的所提出的优化方案和控制逻辑可行性。

结果表明,在不同层次的饱和度下,文中提出的优化方案对于实现公交优先、降低对社会车辆的影响、提高整个交叉口的运行效率具有明显的效果。

基于相位优化的公交优先单点控制策略研究

基于相位优化的公交优先单点控制策略研究
HAO L a g QU ay C ol n in , D -i AI , Gu — a g i
( c o l f u o bl a dT a s o tt n ig a c n lgc l ies y S h o tmo i n r n p rai ,Q n d oTe h oo i v r i ,Qig a 6 5 0 C i ) o A e o a Un t n d o2 6 2 , hn a
郝 亮 , 曲大义 , 国良 蔡
( 岛理工大学 汽车与交通学院 , 岛 2 62 ) 青 青 6 50

要: 建立 了公交专用道公交独立相位 , 从交叉 口控制策 略的各种协 同关 系出发 , 系统分 析了动态公交相位
的优先级关系 , 出了公交相位剩余时间的二次分配问题 , 了公交相位实时在线控制逻辑框架 , 提 建立 实现了公 交相位与社会相位之间的优化组合 , 最后运用 V S I 进行 了系统仿真 和效 果评价 , ISM 结果表 明优化 策略实现 了交叉 口公交优先和交通畅通有序的控制效果.
中城市纷纷建设 B T、 R 公交专用道等 , 以保证公交车辆在路权上的优先通行 , 但这只是在空间上提供 了保 障, 并未在时间上予以保证. 为此 , 笔者提出了增设“ 公交专用相位” 使公交车辆在空间和时间上都享有 ,
“ 特权” 为减少公交相位对社会车辆的影响 , ; 建立了相位搭配逻辑关系, 障了社会车辆在公交优先 的 e i e pt eb si d p n e tp a ea u ie n lz d t ep irt sr c :n t i h sswes tu h u e e d n h s tb sl ,a ay e h r i n n o y r lto s i fd n m i u h s y tma ial n r p s dt ep o lm fr- iti u in ea in h po y a cb sp a es se tc l a d p o o e h r be o edsrb to y o h e an e fb sp a e ft erm id ro u h s .M e n i ,weas sa l h d t er a—i eo l eb sp a e a whl e lo e tb i e e l m n i u h s s h t n c n r l o i rm e r ,r aie h p i z to ewe nt eb sp a ea dt es ca h s o to g cfa wo k e l dt eo t l z mia in b t e h u h s n h o il a e p

干线公交优先协调控制及仿真

干线公交优先协调控制及仿真

干线公交优先协调控制及仿真干线公交优先协调控制及仿真1. 引言干线公交是城市交通中重要的组成部分,通常负责连接城市不同区域,快速运输大量乘客。

然而,由于道路资源有限和交通拥堵等问题,干线公交往往面临着运行效率低下的挑战。

因此,干线公交优先协调控制及仿真成为了一项重要的研究方向。

本文将在此基础上,对干线公交优先协调控制及仿真进行探讨。

2. 干线公交优先协调控制2.1 优先信号控制干线公交优先信号控制是一种常见的控制手段。

通过调整红绿灯周期和相位,来确保干线公交能够快速通过交叉口。

在优先信号控制策略中,需要考虑干线公交与其他交通参与者之间的协调与平衡。

合理设置信号配时,不仅可以保证干线公交的通行效率,还能够兼顾其他交通参与者的需求。

2.2 路径选择优化干线公交的路径选择对整体运行效率起着至关重要的作用。

传统的路径选择算法往往只考虑到距离最短或时间最短的因素,而忽略了干线公交车辆运行的延误情况。

因此,针对不同的道路拥堵情况,需要设计合理的路径选择优化算法,以减少干线公交车辆的运行延误,提高过境效率。

2.3 动态调度管理干线公交运营中,动态调度管理是一项关键工作。

通过实时调整公交车的发车间隔和发车时间,可以合理分配车辆资源,保证干线公交车辆的最大化利用。

动态调度管理需要结合实时交通信息和干线公交车辆的实时位置数据,以做出合理的调度决策。

3. 仿真模型的建立与评价为了更好地研究干线公交优先协调控制策略的效果,需要建立相应的仿真模型。

基于相关交通仿真软件,如VISSIM、TRANSIMS等,可以模拟干线公交车辆在实际道路网络中的运行情况。

通过添加干线公交优先协调控制策略,并与传统公交调度方法进行对比,可以评估新策略的效果与性能。

4. 实例分析以某城市的干线公交系统为例,对干线公交优先协调控制策略进行仿真实验。

首先,建立城市的道路网络模型,并收集相关道路交通数据。

然后,在仿真软件中添加干线公交车辆模型,并设定干线公交优先协调控制策略。

单点公交优先控制策略及仿真评价研究

单点公交优先控制策略及仿真评价研究

单点公交优先控制策略及仿真评价研究单点公交优先控制策略是指在城市交通中,通过对公交车辆信号控制的优化,使公交车辆在路口等待时间减少,行驶速度提高,从而提高公交运行效率和服务质量的一种控制策略。

该策略主要通过信号灯控制、车道优先、公交专用道等方式实现。

在实际应用中,单点公交优先控制策略需要考虑多种因素,如路口交通流量、公交车辆运行速度、信号灯周期等。

因此,需要进行仿真评价来验证该策略的有效性和可行性。

仿真评价主要包括建立交通仿真模型、设置仿真实验场景、运行仿真实验、分析仿真结果等步骤。

通过仿真评价,可以得出单点公交优先控制策略对公交车辆行驶速度、等待时间、运行效率等指标的影响,进而优化控制策略,提高公交服务质量。

总之,单点公交优先控制策略及仿真评价研究是城市交通领域的重要研究方向,对于提高公交服务质量、缓解城市交通拥堵等问题具有重要意义。

《基于车路协同下的SRT公交信号优先控制仿真》

《基于车路协同下的SRT公交信号优先控制仿真》

《基于车路协同下的SRT公交信号优先控制仿真》一、引言随着城市化进程的加速,公共交通系统的优化成为了提高城市交通效率的关键环节。

在众多公共交通工具中,SRT(Street Rail Transit,即地面轨道交通)因其高效、快捷和低成本等优点备受关注。

然而,在高峰时段,由于交通拥堵、道路信号等待等因素,SRT的效率常受到影响。

为了解决这一问题,本文基于车路协同技术,提出了一种公交信号优先控制方法,并通过仿真验证了其效果。

二、车路协同技术概述车路协同技术是现代智能交通系统的重要组成部分,通过车与车、车与路侧设备之间的信息交互和协同决策,提高道路使用效率和安全性。

在公交系统中,车路协同技术可以实现公交车辆的实时定位、信息共享和协同控制,从而优化公交运行效率。

三、SRT公交信号优先控制策略基于车路协同技术,本文提出了一种SRT公交信号优先控制策略。

该策略通过实时感知SRT的运行状态和道路交通情况,调整交通信号灯的配时,实现公交信号优先。

具体来说,当SRT接近交通信号灯时,通过车载传感器将运行状态和实时信息发送至路侧设备。

路侧设备根据接收到的信息和其他传感器数据,判断是否需要为SRT提供信号优先。

若需要,则调整信号灯的配时,使SRT在红灯变绿前顺利通过路口。

四、仿真实验为了验证所提出的SRT公交信号优先控制策略的有效性,本文进行了仿真实验。

仿真实验中,我们构建了一个包含多个路口和SRT线路的交通场景。

通过模拟不同交通流量和SRT运行情况下的数据,评估了所提策略在提高SRT运行效率、减少等待时间和减少燃油消耗等方面的效果。

五、仿真结果分析仿真结果表明,所提出的SRT公交信号优先控制策略在提高公交运行效率方面具有显著效果。

在高峰时段和拥堵路段,通过为SRT提供信号优先,可以显著减少公交车的等待时间和运行时间。

同时,该策略还可以降低公交车的燃油消耗和排放水平,从而减少环境污染。

此外,仿真结果还表明,车路协同技术可以有效地实现公交车辆与交通信号灯之间的信息交互和协同决策,为公交系统的优化提供了有力支持。

基于VisVAP的公交优先信号控制策略仿真

基于VisVAP的公交优先信号控制策略仿真

基于VisVAP的公交优先信号控制策略仿真
张东明
【期刊名称】《城市公共交通》
【年(卷),期】2018(0)11
【摘要】公交优先是解决城市交通拥堵的有效手段,各大城市都在鼓励实施.公交优先体现在时间优先和空间优先,时间优先关键在于交叉口的信号优先,通过仿真得到
公交信号优先控制方案评价指标,可以为交通管理者提供决策支持.本文研究利用Vissim微观交通仿真软件实现公交信号优先控制策略的仿真评价方法.通过在Vissim中设置车辆检测器、信号机,信号机中编辑灯组、相位、信号过渡,设置虚拟信号灯组,再结合VisVAP编辑感应信号控制流程图,成功实现绿灯延长、信号早启、相位插入、相位逆转等公交主动优先信号控制方案的仿真.通过实例演绎该过程,证
明了方法的有效性.
【总页数】5页(P32-35,42)
【作者】张东明
【作者单位】同济大学浙江学院交通运输工程系,嘉兴 314000
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.9
【相关文献】
1.基于微观仿真的公交信号优先实施技术研究--以南京市龙蟠中路为例 [J], 薛长松;于小婉
2.基于VISVAP的有轨电车信号优先控制仿真 [J], 王艳荣;杲晓锋;张建华;陈光
3.基于绿灯需求度的单点公交信号优先控制策略 [J], 柳祖鹏;李克平;倪颖
4.基于感应信号的公交优先控制策略研究 [J], LIN Li;ZHU Yongxu;CAI Yunpeng
5.基于VISSIM仿真的有轨电车交叉口信号优先控制策略研究 [J], 余冠华;郑伟;陈荣武
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基于绿灯需求度的单点公交信号优先控制策略

基于绿灯需求度的单点公交信号优先控制策略

基于绿灯需求度的单点公交信号优先控制策略柳祖鹏;李克平;倪颖【期刊名称】《同济大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2013(041)003【摘要】传统的公交优先控制策略无法有效地解决公交车辆的多向请求问题.提出了绿灯需求度的概念,设计了绿灯相位、红灯相位下绿灯需求度的计算方法,提出了一种基于绿灯需求度的相位切换决策流程.充分考虑公交车辆和社会车辆的到达、排队和等候情况,计算得到考虑公交优先的绿灯需求度,在此基础上进行相位切换决策可以实现基于绿灯需求度的公交信号优先控制.仿真测试和结果分析表明,该控制策略比常规公交优先控制策略更有效;相比跳相序方法,定相序的控制策略优先效果略差,但是对社会车辆的负面影响更小;当背景流量增加时,公交车辆延误增加很小,但社会车辆延误增加较多.%The traditional transit signal priority control strategy cannot effectively deal with multiple priority requests from different directions. The concept of demand degree of green(DDG) is proposed, and its calculation on green phase and red phase is designed. The decision-making flow of phase change based on demand degree of green is proposed. By taking full account of the transit vehicles and general vehicles arrival, queue and waiting the DDG with the transit priority is calculated. Subsequently, transit signal priority control based on DDG is realized by the phase change decision-making. Simulation test and analysis show that the proposed control strategy is more efficient than traditional transit priorityrncontrol strategy. Compared with the skippedphase sequence, the priority effect of control strategy based on fixed phase sequence is slightly worse, however, the negative impact of general vehicles is less. When the traffic volume is increased, the increase of average delay of transit vehicles is small; however, the increase of average delay of general vehicles is quite large.【总页数】7页(P408-414)【作者】柳祖鹏;李克平;倪颖【作者单位】同济大学道路与交通工程教育部重点实验室,上海201804;武汉科技大学汽车与交通工程学院,湖北武汉430081;同济大学道路与交通工程教育部重点实验室,上海201804;同济大学道路与交通工程教育部重点实验室,上海201804【正文语种】中文【中图分类】U491.232【相关文献】1.饱和度约束的单点有限公交优先控制策略 [J], 别一鸣;王殿海;宋现敏;邢岩2.基于有效绿灯时间利用率的自适应控制策略研究 [J], 屈新明;姚红云;王玉刚;胡伟3.一种单点多相公交信号优先控制策略 [J], 王琳虹;别一鸣;王殿海;宋现敏4.基于相位优先度规则的单点公交优先控制策略 [J], 董玉璞;李克平;倪颖5.基于有效绿灯时间利用率的自适应控制策略研究 [J], 屈新明;姚红云;王玉刚;胡伟;因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

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第20卷第12期 系统 仿 真 学 报© V ol. 20 No. 122008年6月 Journal of System Simulation Jun., 2008单点公交优先感应控制策略效益分析与仿真验证马万经, 杨晓光(同济大学 道路与交通工程教育部重点实验室, 上海 200092)摘 要:单点交叉口信号优先可以降低公交车辆延误且易于实现。

研究了公交相位绿灯延长、红灯早断和插入相位三种单点公交优先感应控制策略;应用延误三角形方法建立了以公交车辆车均延误变化量和非优先相位车均延误变化量为指标的三种单点公交优先策略效益计算模型。

以两相位信号控制为对象,计算对比分析了三种公交优先策略的正负效益及其影响因素,并通过仿真进行了验证分析。

研究表明:公交相位绿灯延长、公交相位红灯早断和插入公交相位三种策略都能够降低公交车均延误,与此同时也都会带来非优先相位车流延误的增加,但影响的程度不同。

公交相位绿灯延长策略的效益略小于公交相位红灯早断策略,而相位插入策略的效益与插入时刻等多因素相关。

关键词:公交信号优先;信号控制交叉口;优先控制策略;效益分析 中图分类号:U 491 文献标识码:A 文章编号:1004-731X (2008) 12-3309-05Efficiency Analysis of Transit Signal Priority Strategieson Isolated IntersectionMA Wan-jing, YANG Xiao-guang(Key Laboratory of Road and Traffic Engineering of the Ministry of Education, Tongji University, Shanghai 200092, China)Abstract: Giving buses priority at isolated intersections is an efficient and realizable approach to decrease bus delay. Three bus priority strategies were proposed: green extension, red truncation and phase insertion. The delay triangle was used to build bus delay models and no-priority phases delay models under different priority strategies . Two indexes: bus delay and no-priority phases delay were adopted to evaluate the efficiency of each bus priority strategies. And a series simulation was done to validate the resolutions. The results of the models and simulations show that delay of buses can be decreased by the three priority strategies while increasing delay of no-priority phase movements. The efficiency of red truncation is much higher than that of green extension. And the efficiency of phase insertion is relevant with the proper inserting time, saturation of bus lane and other factors.Key words: transit signal priority; signalized intersection; bus priority control strategies; efficiency analysis引 言公交信号优先在改善公交服务,提高公交系统吸引力方面有非常大的潜力。

从Wilbur (1967)等人对两个信号控制交叉口通过手1动信号提供公交优先的研究开始[1],公交优先的研究已经取得了一系列长足的进步[2]。

单点信号优先控制策略因其逻辑简单且易于实现而得到了广泛的研究和应用。

Kevin (2000)[3],Yann Wadjas (2003)[4],Alexander skabardonis, (2000)[5],Peter.G . Furth (2001,2003)[6],Meenakshy Vasudevanand Gang-Len Chang(2001,2005)[7]等人先后提出了以降低延误为目标的优先控制策略,并从优先控制模型、检测器布置、优先控制系统结构和优先控制约束等方面进行研究。

几乎所有的单点优先策略,都是建立在单一公交车辆优先申请的。

即优先策略的选择和实施时都是针对某一车辆,目标为降低单车延误,缺乏对之前到达或者之后可能到达车辆的考虑,也即缺乏优先策略对整个周期车均延误的影响分收稿日期:2007-03-13修回日期:2007-11-01 基金项目:国家自然科学基金重点项目(70631002) 作者简介:马万经(1980-), 男, 内蒙古赤峰, 讲师, 研究方向为城市交通控制与交通仿真。

析。

在公交车流量较小,一个周期红灯到达车辆数较小(如1辆)的情况下,这些策略并无明显的缺陷。

然而,当公交流量较大,红灯期间到达车辆较多时,特别是在为了降低公交优先对非优先相位的不利影响,一个周期只能执行一种优先策略的情形下,这种缺陷就会逐渐暴露出来[8],必须对优先策略的可能效益进行全面地分析。

本文首先分析了三种通用的单点公交优先感应控制策略:公交相位绿灯延长、公交相位红灯早断和插入公交相位的适用范围;进而应用延误三角形法建立了公交优先策略下的公交车均延误和非优先相位社会车流车均延误的计算模型,并以其为指标,对比分析了不同情形下三种优先策略的效率。

同时,应用VISSIM 的仿真对分析结果进行了验证。

研究表明,在对非优先相位效益降低量几乎接近的情况下,红灯早断的优先策略明显优于绿灯延长策略,而相位插入策略的效益则随相位插入时间等因素的变化而变化。

1 三种单点公交感应优先策略设ba t 代表车辆到达交叉口的时刻;ex g 代表绿灯延长时间;tr g 代表红灯早断时间;in g 代表插入相位的长度;be g :公交相位有效绿灯时间;C :信号周期长度(s )。

2008年6月 系统 仿 真 学 报 Jun., 20081.1 绿灯延长策略(Green extension )如图1所示,当公交车辆到达时刻为公交相位红灯且在最大延长绿灯范围之内时,可以采取延长公交相位绿灯的方法提供公交优先,既其适用条件为:ex be ba be g g t g +≤< (1)成功的绿灯延长之后,公交车辆能够在绿灯时间内通过交叉口,其延误为:ge d =0 (2)其中,ge d :绿灯延长后车辆延误(s )。

1.2 插入相位策略(Phase insertion )如果11p be ba i i i g t g I −=<≤+∑,即车辆在最后一个相位开始之前到达,则可以选择插入公交专用相位进行信号优先。

插入相位后,得到优先的公交车辆延误可以用下式计算:in ba in in ba t t d t t else <⎧=⎨−⎩ (3)其中,in t :插入相位的开始时刻,(s );i g :相位i 的绿灯时间(s );p :交叉口的相位总数;i I 第i 相位与下一相位的绿灯间隔时间。

1.3 红灯早断策略(Red truncation )如果be ba g t C <<, 则可以选择红灯早断进行优先,红灯早断后,受益的公交车辆延误可以由下式计算。

tr bare tr bat t d t t else<⎧=⎨−⎩ (4) 其中,rt t : 红灯早断时刻,tr tr t C g =−。

正如前面分析,式(2)、(3)和(4)仅仅考虑了提出优先申请车辆的延误,而没有考虑其他已经到达和将要到达的车辆。

同时,从时间顺序上看,从公交相位绿灯结束开始优先策略的选择顺序为:公交绿灯延长——插入公交相位——公交红灯早断,在周期优先响应次数受限的情形下,按照时间顺序选择优先策略未必是最优的方式,特别是在考虑了所有红灯期间到达车辆的运行效益后,以下对此进行深入分析。

2 单点优先策略效益分析2.1 优先策略下公交车均延误变化量计算模型设公交车流饱和流率为b s ,社会车流饱和流率为v s ,公交车流率为b q ,社会车流流率为v q 。

通过为公交车辆提供优先,可以降低公交车辆在交叉口的信号延误,同时使公交同一相位的社会车流受益,这些构成了单点公交优先策略的正效益。

如图2, 图3所示,公交优先前后公交车辆的延误三角形发生了明显变化。

根据延误三角形的几何关系,三种策略下周期内公交车均延误的降低量计算公式推导如下。

1(2()))2b exbex be ex ex b q g D C g g g Cs =−−+公交相位红灯早断下的公交车均延误变化量2211()(1())21/be tr btr be b b beC g gD C g C q s C g −−=−−−− 插入公交相位下的公交车均延误变化量1()b inbin be in b bs t D C g t C s q =−−−图2 公交车辆延误计算C.Phase insertion图3 非优先相位社会车流延误分析D o D RT D PI D GeOriginalRed TruncationPhase Insertion2008年6月 马万经, 等:单点公交优先感应控制策略效益分析与仿真验证 Jun., 20082.2 优先策略下非优先相位车均延误变化量计算模型以两相位信号控制为例,公交优先之后,非优先相位的延误三角形也发生了变化,即车辆延误增加,三种策略下,非优先相位车均延误增加量可以用下式计算:公交绿灯延长下的车均延误增量:2211()(()1)21/ve ex vtr ve v v veC g gD C g C q s C g −+=−−−− 公交红灯早断下的车均延误增量2211()(()1)21/ve tr vtr ve v v veC g gD C g C q s C g −+=−−−−插入公交相位下的车均延误增量1()b invin be in b bs t D C g t C s q =−−− 3 三种策略效益对比分析取两相位信号控制下,信号周期C=100s ,公交车流饱和流率为b s =0.25veh/s ,社会车流饱和流率为v s =0.5,周期损失时间L=6s ,公交相位绿灯长度为be g =40s 。

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